潘小丰 冯鑫良 董易闻 王曼曼
杭州华电半山发电有限公司 浙江杭州 310015
摘 要：丰富的9FA燃机运行经验结合现今智慧电厂的大背景，我们通过在#2机组的试点实施，将机组原有光字报警重新设计优化，实现了机组光字报警模块的智能化报警，同时新增了重要报警光字。其优势主要表现在对于机组不同工况下，无关紧要光字报警智能忽略和在机组特定工况下，触发光字报警的综合判断，实现智能化的触发光字报警；重要信号一旦越线，光字报警模块就会发出声光报警，做到第一时间提醒，让运行监盘人员及时发现异常并做相应处理。提高了运行机组的安全可靠性。在试点机组一年多的运行中，优化设计后的光字在减少机组异常率上取得卓越效果，这对于其他9FA机型电厂具有借鉴意义。
关键词：9FA燃机；智能光字报警；安全
0 引言
在“互联网+”时代发展的大背景下，人工智能、大数据分析、移动互联网等优势技术不断进入人们的视线，将先进科学技术与复杂燃机机组操作监控系统进行有效结合，进而提升运行生产的效率，已成为电力生产所追求的新兴目标。
某公司9FA燃机具有自动化程度高的优点，但运行中也发现了其光字报警存在不够智能化的问题。已现有的运行经验结合现今智慧电厂的大背景，我们开始探讨如何将9FA燃气-蒸汽联合循环机组的声光报警做得更完善和更智能化。
1 发现问题
1.1 问题的发现
通过运行监盘人员的反馈和机组遇到的异常情况分析，我们发现燃机光字报警在人机交互方面不是很智能化。有运行监盘人员反馈处于盘车状态的机组突然盘车脱扣，存在机组自带MARK VI报警系统不会报警的问题。从这个问题出发，我们决定通过与运行人员的沟通来收集9FA燃机光字报警所存在的问题。
我们共收集到了燃机大大小小亟待优化的与光字报警问题共16条，通过归纳和整理，最后我们将问题归纳为以下问题：
运行人员在监盘时，有时因为没有及时的发现翻红的光字报警牌的而造成机组事故的。
在机组启停机过程中，汽包的水位光字通常会因为水位低于报警值而翻红，而这时的报警对机组的正常运行没有影响，同时频繁的翻红，容易造成运行人员对重要光字报警忽视。
像盘车的异常脱扣、烟气的异常超标、调压站调压参数等都是比较重要的报警，但并没有相应的光字方便运行人员进行查看。
1.2 整理归纳问题
当通过归纳和总结运行人员反映的光字报警问题，联系到机组的安全稳定运行，我们意识到了优化光字报警问题的紧迫性和必要性。于是，我们决定成立项目小组对机组的光字报警模块进行彻底的排查，以确认上述所归纳问题是否只是某台机组的个例，以及寻找机组的光字报警其他可以优化的方面。
通过调查发现各机组在光字报警模块的报警项目数量上和种类上都不一样。而且在各机组光字报警模块中存在光字项目有报警分项，但无实际内容的漏洞。
各光字报警的报警定值及条件过程中，我们发现部分光字牌报警值设定不合理，其报警值接近甚至等于保护定值。一旦参数越线触发报警就保护动作，无干预调整的空间，失去报警的意义。如#2机光字牌中高压汽包水位高报警值为+203mm，而水位高保护定值也为+203mm，报警定值与保护定值一样。
同时在调看燃机各台机组的光字报警模块时，我们发现各机组的光字报警模块报警项目存在不一样的情况。
综合前面所述全厂光字牌调查存在的问题，结合我们多年的运行经验和运行人员的反馈，我门将问题汇总如下：
a、报警定值与保护定值一样，失去光字提醒作用
B、机组之间的光字报警栏存在差异
c、启停机等复杂工况下，频繁触发光字报警
d、机组特定工况下，没有结合多种触发量综合来判断触发光字报警
e、相同光字，在不同机组上定值不同
f、有报警分项，但无实际内容
g、触发光字翻红，但无明显提示声音
h、调节阀调节阀跳手动，无相关报警
i、自动停机或自动减负荷，无直观呈现触发的具体分项，
j、部分重要无光字报警
1.3 优化方案设计
针对以上发现的问题，我们重新设计了新的光字报警。新增光字牌报警分项42项，总计73项。将同类型的光字分项进行组合后，总计54项。
1.4 优化方案的具体实施
根据我们初步设计的优化方案，结合#2机的大修，我们决定把#2机组作为优化方案的试点机组。在生技部、电热部、GE TA的共同努力下，我们把#2机的声光报警重新进行了设计和优化。
2 优化设计成果
2.1 新增重要光字报警
在新的光字报警模块中新增了天然气温度高、盘车异常、CEMS系统报警和调压站故障等新的报警光字，完善后的光字总数共54大项。
2.2 完善原有光字报警，并加入声音报警功能。
在新的光字报警中，我们加入了声音报警功能。声音报警功能相应设置了“确认”、“消音”、“声音测试”三个按钮，为了保证在机组运行期间声音报警功能的完好，我们要求在机组启动前按“声音测试”功能键对声音报警功能进行测试。
2.3 增加光字报警项目分栏，实现光字报警模块的可视化
为了能让运行人员方便查看所触发光字报警的具体原因，我们将能触发相应光字报警的所有因素做了一个分栏页面，一旦光字报警翻红，运行人员能通过点击翻红的光字进入到分栏页面中，在分栏页面中找到具体的触发报警原因。减少运行人员寻找具体触发原因的时间的同时，提高了光字报警的精准性。
2.4增加新增调阀跳手动光字
原先机组没有调阀跳手动的光字，机组运行时，运行人员很难了解调阀的具体状态。特别是在机组的启停阶段，不能第一时间发现相关调阀跳手动，造成参数异常等安全隐患。现在增加调阀跳手动的光字，运行人员就能及时的知道调阀跳手动。
2.5新增两个监控系统组态页面，实现燃机逻辑的可视化
新增的“自动停机”“自动减负荷”两个监控系统组态页面。改变了以往运行机组触发自动停机或自动减负荷时，运行人员需要一条条翻看报警记录，寻找机组首出的方式。现在一旦机组触发“自动停机”“自动减负荷”，光字牌就会显示自动停机或自动减负荷声光报警，第一时间提醒运行监盘人员。
同时“自动停机”或“自动减负荷”两个画面中会明显的显示所触发的信号，触发信号翻红，做到了直观反应，能有效缩短运行监盘人员寻找“自动停机”“自动减负荷”的首出原因，并及时通知检修处理，提高了运行人员监盘质量的同时，保证了机组安全稳定的运行。
2.6加入逻辑判断过程，实现9FA燃机机组智能化的光字报警
在加入逻辑判断之前，机组触发光字报警通常是因为设定值到达报警值就触发，或者触发条件一达到就触发。加入逻辑判断后，机组触发光字报警不再是那么简单的触发，现在通过逻辑的判断过程，一方面判断触发光字报警的重要程度，减少不必要的光字触发；另一方面，结合机组的实际情况，将触发光字报警的多条件综合起来判断，做到多条件触发光字的精准触发。
以“清吹阀间压力高”光字为例：不清吹延时8s，PM3清吹阀间压力高于0.1MPa报警
3 新光字报警具有的特点
3.1更完善：
将重要光字报警加入光字模块的同时，增加了声光功能，使机组在对重要运行参数的监视方面更全面，运行人员也能通过光字的声光报警，及时的发现机组的光字报警。
3.2更智能：
与原先的光字报警相比，我们在多条件触发的光字报警中加入了逻辑的判断过程。通过逻辑的分析判断，确定是否触发声光报警。
以盘车装置为例：
优化前，停盘车条件未达到，盘车脱扣，燃机MARK VI自带的报警不会触发。我们优化设计之后，加入了逻辑的判断过程，只要停盘车条件未满足，如果盘车脱扣，则触发光字报警。同时，将轴封母管压力作为盘车异常触发因素，避免机组轴封投入时盘车脱扣，造成大轴弯曲。
3.3更精准：
通过这次对声光报警的优化，提高了机组触发光字报警的精确性，避免误报和频繁触发的情况发生。
以高压汽包水位为例：
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图1 优化前，启机过程中高压汽包水位变化
由图1可知，设计之前，在机组启动期间，因为汽包水位低，水位低的光字牌会不断翻牌报警。这样频繁的报警容易使运行人员对光字报警产生麻木心理，从而忽视了光字牌中重要报警信号。
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图2 优化后，启机过程中高压汽包水位变化
通过优化设计，我们针对日开夜停机组启停过程中水位波动大问题，将其过程分为三个阶段（如图2所示），停机阶段，低水位不会报警；启机阶段（点火至250MW），在保证安全的情况下，将低水位报警值设置在-500mm；正常运行阶段，将高低水位报警值调整为正常范围。提高了机组光字报警的精准化。
3.4更灵活：
在热工的帮助下，新光字模块目前能实现实时更新。具体表现在我们能根据机组具体的运行工况来调整和优化光字报警，确保光字模块中所有光字项目的必要性。鉴于某厂发生CEMS异常，导致SO2、粉尘环保指标超标，吸取经验教训，对于CEMS系统报警进行二次优化。新增SO2、粉尘光字报警。
3.5易推广：
目前其余各机组正在逐步推行。9FA燃气-蒸汽联合循环机组声光报警设计与优化的设计方案，适用于绝大多数9FA型机组，具有很好的推广性。
4安全效益
4.1使光字触发更精准，助力运行监盘
实现光字报警和燃机“自动停机”、“自动减负荷”逻辑可视化后，光字报警能精准的显示给运行人员具体的缺陷，省去了运行人员查找缺陷的大量时间，同时防止了人为的错误判断。
4.2及时触发光字，保证机组安全稳定运行
声光报警模块优化设计后，重要信号一旦越线，光字报警模块就会发出声光报警，第一时间提醒运行监盘人员，让运行监盘人员及时发现异常并做相应处理，避免耽误机组事故处置的最佳时机，而造成机组事故的扩大化。保证机组的安全稳定运行，同时也间接确保了运行和检修人员的人身安全。
5 研究总结
该项目所涉及的机组声光报警设计与优化在#2机组率先试点实施。在发电部、生技部、电热部的共同努力下，#2机光字牌报警已经做得相当完善和智能。主要表现在对于机组不同工况下，无关紧要光字报警智能忽略和机组特定工况下，触发光字报警的综合判断，实现智能化的触发光字报警。重要信号一旦越线，光字报警模块就会发出声光报警，第一时间提醒运行监盘人员，让运行监盘人员及时发现异常并做相应处理，避免耽误机组事故处置的最佳时机，而造成机组事故的扩大化。
参考文献：
[1] 中国华电集团公司．大型燃气-蒸汽联合循环发电技术丛书：综合分册[M]．北京：中国电力出版社，2009：118—121．
[2 ]陈390MW燃气蒸汽联合循环机组电气设备及其系统，2008
作者简介：
潘小丰（1990），男，浙江永嘉，工程师，从事燃机运行管理。
冯鑫良（1994），男，浙江德清。从事燃机运行。
董易闻（1993），男，浙江金华，从事燃机运行。
王曼曼（1994），女，浙江杭州，从事燃机运行。